Железобетонные плиты перекрытия

Железобетонные плиты перекрытия

Железобетонные плиты перекрытия обладают неоспоримыми преимуществами. И для малоэтажного строительства железобетонные плиты перекрытия отличный стройматериал. При условии, что к стройплощадке может проехать автокран и машина с железобетонными плитами перекрытия. Если это невозможно, подходит вариант монолитного или сборно-монолитного перекрытия, но они не обладают такими преимуществами, как сборное. Монолитное перекрытие сложно для строителя без опыта, и требует значительных трудозатрат и времени на набор бетоном прочности. Сборные плиты позволяют смонтировать перекрытие за сутки, а их заводской прочности для частного дома хватает с избытком.

Достоинства и конструктивные особенности

Заливка потолка в любом помещении характеризуется большими временными затратами. Связано это с необходимостью проведения отделочных работ. В отличие от традиционных методов, перекрытие по профнастилу позволяет одновременно оформить потолок нижнего и пол верхнего этажей. При этом отделка потолка на нижнем этаже не требуется, что значительно сокращает время строительства.

Основными преимуществами перекрытий по профлисту по сравнению с традиционными методами считаются:

  • долговечность;
  • небольшой вес и повышенная прочность;
  • равномерное распределение нагрузки;
  • экономичность;
  • пожаробезопасность;
  • легкий и быстрый монтаж.

Дополнительную жесткость и прочность перекрытию придает сама форма гофрированного листа. Так как бетон заливается не по всей плоскости профлиста, а только в промежутки между ребрами, существенно экономится бетонный раствор, арматура и другие детали, необходимые при сплошной заливке перекрытия.

Единственный недостаток такой технологии – использование профлистов строго определенных марок.

В общем случае при обустройстве монолитного перекрытия по профлисту роль несъемной опалубки выполняет профилированный настил, на который укладывается строительный раствор. При этом перекрытие опирается на несущую металлическую конструкцию, а его вес равномерно распределяется между опорными элементами каркаса. Благодаря этому для возведения стен можно использовать ракушечник, газоблоки и другие легкие материалы.

Проектируя строения с монолитными перекрытиями по профлисту, можно закладывать не дорогостоящий ленточный фундамент, а обойтись столбчатым (свайным) основанием. Каждый столб поддерживает определенную колонну. Ростверк делают только под стены здания.

Расчет перекрытия

К проекту обязательно составляются чертежи, а расчеты делаются в соответствии с рекомендациями СНиП, СТО 0047 -2005 (лучше с помощью профессионалов). Учитываются габариты постройки, величина шага установки поперечных балок, их длина, нагрузка на них и на колонны, характеристики несущего профлиста (ширина, длина, толщина изделий, высота профиля). Следует исходить из того, что каждый лист вдоль своей длины должен опираться на 3 балки. Исходя из планируемой нагрузки на перекрытие, рассчитываются сечение арматуры и высота плиты.

Ее толщина определяется из масштабного отношения 1:30, зависящего от расстояния между поперечными балками. Монолитная бетонная плита может иметь толщину от 70 до 250 мм. Вес, который будет иметь монолитное перекрытие, определит тип и количество металлических колонн, параметры их фундамента, тип балок, величину нагрузки на одну колонну. Глубина волн листового профиля влияет на расстояние между балками: чем она больше, тем чаще устанавливаются балки, так как увеличивается масса бетона в углублениях профиля при нецелесообразности увеличения толщины плиты.

Сокращение шага пролета позволяет исключить прогиб листов. Следует учесть вес дополнительной полезной нагрузки, которую примет межэтажное перекрытие — за норму принято 150 кг/м2, которую следует увеличить на 33%. Общая величина эксплуатационной нагрузки рассчитывается с погрешностью до 0,5 кг.

Из нее определяются размеры поперечного сечения и длина балок. Вертикальные стержневые анкеры позволяют объединить профилированные листы и железобетон, что передает им часть нагрузки. Для пролета шириной в 3 метра потребуется материал толщиной не менее 0,9 мм. На практике вычисления сведены в программное обеспечение, позволяющее формировать рабочую документацию.

Пример расчета монолитной плиты перекрытия в виде прямоугольника ↑

Очевидно, что в подобных конструкциях момент, действующий по отношению к оси абсцисс, не может равняться его значению, относительно оси аппликат. Причем чем больше разброс между ее линейными размерами, тем больше она будет похожа на балку с шарнирными опорами. Иначе говоря, начиная с какого-то момента, величина воздействия поперечной арматуры станет постоянной.

На практике неоднократно была показана зависимость поперечного и продольного моментов от значения λ = l2 / l1:

    при λ > 3, продольный больше поперечного в пять раз; при λ ≤ 3 эту зависимость определяют по графику.

Допустим, требуется рассчитать прямоугольную плиту 8х5 м. Учитывая, что расчетные пролеты это и есть линейные размеры помещения, получаем, что их отношение λ равно 1.6. Следуя кривой 1 на графике, найдем соотношение моментов. Оно будет равно 0.49, откуда получаем, что m2 = 0.49*m1.

Далее, для нахождения общего момента значения m1 и m2 необходимо сложить. В итоге получаем, что M = 1.49*m1. Продолжим: подсчитаем два изгибающих момента – для бетона и арматуры, затем с их помощью и расчетный момент.

Теперь вновь обратимся к вспомогательной таблице, откуда находим значения η1, η2 и ξ1, ξ2. Далее, подставив найденные значения в формулу, по которой вычисляют площадь сечения арматуры, получаем:

    Fa1 = 3.845 кв. см; Fa2 = 2 кв. см.

В итоге получаем, что для армирования 1 пог. м. плиты необходимо:

    продольная арматура:пять 10-миллиметровых стержней, длина 520 -540 см, Sсеч. – 3.93 кв. см; поперечная арматура: четыре 8-миллиметровых стержня, длина 820-840 см, Sсеч. – 2.01 кв.см.

Усиление монолитных и пустотных плит углеволокном

Монолитные плиты применяются в перекрытиях между цокольным и первым этажом или последующими этажами в жилищном (ГОСТ 26434-2015) строительстве. Координационные размеры плит должны обеспечивать опору на двух, трех точках или по контуру.

Пустотные плиты применяются во всех типах зданий в качестве межэтажных перекрытий (в промышленных зданиях длина плиты до 12-ти м включительно). Пустотные плиты выполняют функции звукоизоляции и виброизоляции, т.к. при переходе стоячей звуковой или вибрационной волны из тела плиты в полость отверстий внутри плиты происходит формирование вторичных акустических волн, которые гасится слоем бетона. Для создания предварительного напряжения в монолитных плитах используется арматура, в пустотных — трос с заделкой на концах плит, который располагается в отверстиях.

Основным разрушающим фактором является нагрузка на изгиб, которая возникает под весом плиты и оборудования или вещей.

Дополнительные разрушающие факторы:

  • Вибрации, возникающие под действием акустических и вибрационных нагрузок.
  • Превышение нагрузок по сравнению с расчетными. Такая ситуация возникает при перепланировке или смене формата деятельности (перепрофилирование объекта), которая осуществляется в помещении или здании.
  • Работа с агрессивными веществами, которые воздействуют на поверхностный слой плиты снизу или сверху.
  • Сложный режим изменения температуры или влажности.
  • Нарушения технологии производства плит.

При исследовании разрушающих факторов и выборе способа устранения повреждений обращают внимание на целостность плиты (отсутствие трещин, разрушений до арматуры слоя бетона сверху или снизу, сквозные дыры до отверстия пустотной плиты, повреждение армирующих элементов).

Существующие способы ремонта или восстановления несущей способности плит:

  • Укладка дополнительной стяжки после удаления поврежденных участков.
  • Установка дополнительных опор в средине плиты и вблизи точек опоры на несущий элемент здания.
  • Установка дополнительных закладных изделий на краях плит и их обвязка сваркой с использованием стальной полосы или проволоки.
Читайте также  Как избавиться от мха на асфальте

Все работы связаны с прекращением эксплуатации объекта и проводятся за 5…7 рабочих дней, если не связаны с бетонными работами. Ремонт с применением дополнительной бетонной стяжки займет 28 дней до получения проектной прочности бетона. Рекомендуются быстро застывающие бетонные смеси или смеси на основе эпоксидных смол с наполнителем.

Начало работ

Каждый такой случай внимательно изучается специалистами. Проводится диагностика состояния несущих стен и плит перекрытий.

Основная цель подобного осмотра — выявление причин появления проблемы и способы устранения дефектов. Для проведения подобного типа работ привлекаются специалисты высокой квалификации и специальное оборудование. Самостоятельно без должного опыта и знаний нарушение целостности перекрытий устранить невозможно.

Обязательно изучаются параметры плиты: ее ширина, величина поперечного сечения и пролет. После удаления защитного пласта бетона устанавливают рабочее армирование. Проводят анализ состояния бетона. Изучают имеющиеся дефекты.

Перед началом работ необходимо провести подготовительные мероприятия, которые заключаются в следующем:

  1. Под аварийное перекрытие подводят опоры, которые представляют собой бревна большого диаметра и распорки из металлических труб. Это необходимо для снижения и перераспределения нагрузки на плиты.
  2. Чтобы четко видеть всю картину повреждений, удаляют слои побелки, штукатурки и краски. Зачищают все осыпающиеся участки бетонного слоя. Металлические прутья очищаются от следов ржавчины. Потом арматуру обрабатывают преобразователем для коррозии.
  3. С верхней части плиты убирается оборудование, демонтируется пол.
  4. С мест, где будет укладываться новый слой бетона, убирают пыль, а сами участки обезжириваются.

Выявляем нарушение

Основными признаками разрушений становятся трещины и отслоение бетонных элементов, расположенных в нижней части отдела плит. Дефекты перекрытий сопровождаются появлением трещин и отслоением стяжки. К проблемам могут привести прогибы и провисания конструкций, появление трещин в центральной части конструкций и в местах опор. Тревожным звонком может стать появление участков с потемнением или, наоборот, осветлением поверхности.

Для этого выбирают способ дополнительного усиления железобетонных плит. Все эти усилия будут неэффективны, если не устранить причины, вызвавшие разрушение плиты.

Восстанавливаем ребристую платформу

Если разрушены соседние ребристые плиты, все дефекты в них будут одинаковые. При укреплении смежные уголки и опалубка, выполненная в виде прижатой снизу доски, создают лоток. Его заполняют свежим бетоном мелкозернистого типа, затем проводят виброобработку, используя игольчатую вибробулаву с гибким валом.

Для усиления перекрытий лучше брать «расширяющийся» безусадочный цемент. Уголки в дальнейшем станут дополнительной частью арматуры. Также требуется провести обработку антикоррозионной защитой и окрашивание суриком.

Реставрируем старые перекрытия

Конструкции, сделанные из двутавровых несущих балок перекрытия и бетона, в основе которого лежит битый кирпич, ремонтировать приходится редко. Причиной тому большой запас прочности. При строительстве перекрытий такого типа закладывается прочность, в 3 раза превосходящая необходимую.

Повреждение такого перекрытия может произойти только после длительного проникновения воды и возникшей по этой причине коррозии металлических частей. Видимым повреждением таких плит становятся трещины перекрытия.

Современные технологии

Сейчас все чаще предпринимаются попытки заменить металлические прутья углепластиком. Для этого изготавливают жгуты и ткань из пластика. Эти новые материалы по своей прочности превосходят металлическую арматуру. Если описывать свойства таких тканей, они идентичны кевлару, который используется для производства бронежилетов.

Виды балок перекрытия – преимущества и недостатки

Деревянные балки

Их чаще всего выбирают в качестве перекрытий в домах из дерева, бруса, в кирпичных домах и домах, построенных из газосиликатных блоков для мансардных перекрытий, а также в случаях, если хотят сэкономить на материалах, либо если мощность фундамента не рассчитана на тяжелые перекрытия между этажами, а также при нестабильных грунтах на участке.

Основной материал, используемый для балок подобной вариации – древесина лиственной и хвойной породы, тщательно просушенная и прошедшая специальную обработку, что позволяет улучшить её эксплуатационные и технические параметры. Подобное балочное перекрытие включает в себя непосредственно сами балки, утеплитель, накат и пол.

Преимущества:

  • удобство и простота монтажа;
  • приемлемая стоимость;
  • незначительный вес изделия.

Недостатки:

  • высокий уровень огнеопасности;
  • подверженность поражению жуком-короедом;
  • возможное гниение конструкции с течением времени;
  • конструкция перекрытия по деревянным балкам применяется только до четвертого этажа.

С целью упрощения расчета деревянной балки и выбора для нее сечений и шага мы приводим таблицу, которая поможет определиться с предварительным выбором сечений для однопролетных деревянных балок. Вам остается только собрать нормативные нагрузки:

При монтаже деревянные балки перекрытия укладываются на поперечные опоры, которыми может служить дополнительный брус, либо армопояс, залитый по периметру кладки стены. Поперечные опоры служат для равномерного распределения нагрузки на стены, и далее на фундамент дома. Части балок, укладываемые на стены, оборачиваются гидроизоляционным материалом. Обычно используют рубероид, при этом торцы не изолируют, что позволяет балке «дышать».

Самое главное при выборе материала для перекрытий по деревянным балкам — внимательно подбирать качественную древесину без трещин, повреждений, хорошо высушенную, с пропиткой от возгорания и гнили, а также с подходящим для постройки расчетным сечением балок.

В частном строительстве частая практика — использование монолитных бетонных перекрытий, либо других видов наиболее прочных перекрытий на нижних этажах постройки, и одновременное использование балочных перекрытий на более высоких этажах — например, мансарде. Делается это с целью облегчения общих нагрузок на фундамент.

Стальные балки

Металлические балки перекрытия выполнены из высокопрочного стального сплава по технологии горячего или холодного катания. Конструктивно представлены в виде двутавра, швеллера или уголка, при этом двутавровые балки имеют наибольшую востребованность и популярность. Укладка возможна, как «плашмя», так и на ребро.

Преимущества:

  • допустимы пролеты большей длины, нежели при использовании балок из дерева;
  • стойкость к воздействиям биологического характера и гниению;
  • огнеустойчивость.

Недостатки:

  • высокая цена;
  • возможно образование коррозии;
  • низкие звуко- и теплоизоляционные параметры;
  • для монтажа требуется специальная техника.

Железобетонные балки

Железобетонные балки перекрытия – оптимальный вариант для крупномасштабного строительства, способный выдержать даже существенные внешние нагрузки при большой длине обустраиваемого пролёта. Нагрузочные параметры представлены на очень высоком уровне.

Преимущества:

  • отсутствие прогибов;
  • повышенная несущая способность;
  • формирование длинных пролётов с различными формами.

Недостатки:

  • сложность монтажа;
  • потребность задействования специализированной техники.

Комбинированные балки

Комбинированная балка выполнена на основе сразу нескольких материалов, например, дерева и ОСП. Их использование распространено в частном строительстве при создании каркасных домов. Изделия могут иметь различную форму, но наибольшую распространённость имеет комбинированная двутавровая балка, способная эффективно сопротивляться разного рода внешним нагрузкам, выдерживая даже значительные напряжения.

Преимущества:

  • отличные прочностные данные;
  • стойкость к деформированию;
  • незначительный вес.

Недостатки:

  • высокая цена;
  • неудобство утепления плитным материалом.

Типы бетонных плит перекрытия

  1. Часто ребристые перекрытия используют в частных домах. Монтаж плит перекрытия в Европе и распространён больше, чем в России. Плита состоит из балок, полых блоков, венца, стяжки из бетона. Обычно их изготавливают прямо на месте стройки. Плиты могут быть выполнены производственным путём.
  2. Монолитные железобетонные плиты перекрытий состоят из бетона и арматуры. Самостоятельная укладка таких плит процесс достаточно трудоёмкий, потому что необходимо предварительное сооружение опалубки, укладка арматуры, бетонирование. Однако форму таким плитам можно придать любую в зависимости от целей использования.
  3. Сборные железобетонные плиты перекрытия изготавливают производственным методом. Они выдерживают все необходимые нагрузки, легко монтируются. Для уменьшения веса строительной продукции в нём делают полости, которые делают готовую конструкцию легче без потери прочности. Под действием дополнительных нагрузок пустотные плиты перекрытия проявляют особую прочность, жёсткость, огнеустойчивость, экономичность. Они имеют хорошую звукоизоляцию, гидроизоляцию и газоизоляцию. Производство таких плит автоматизировано, потому широко распространено.
  4. Филигранные железобетонные плиты перекрытия сочетают в себе признаки сборного и монолитного перекрытия, и состоят из железобетонных плит, дополнительно укреплённых бетоном и арматурой. Их изготавливают либо непосредственно там, где используют, либо производственным способом. Производственные плиты можно заказать, самостоятельно определив форму плиты. Они легки в монтаже, внешний вид не нуждается в дополнительном выравнивании и оштукатуривании.
Читайте также  Нужна ли подложка под ковролин

Устройство филигранных железобетонных перекрытий

Изменение его вида без согласования с профессионалами можно обойтись, только если вы решили изменить материал на лучший по качеству. Плиты перекрытий обязательно снабжают системой звукоизоляции, для этого используют пористые наполнители или слои звукоизолирующих материалов.

Системы коммуникаций должны проходить так, чтобы не нарушать целостности плит. При монтаже отверстий важно не задеть арматуру.

Как проводят испытание плит перекрытий?

Испытания проводят по схемам, предусмотренным в проектной документации и рабочим чертежам. Образец укладывается на стенд в горизонтальном положении, после чего замеряется исходный прогиб плиты. Методика испытаний предусматривает нагружение плиты мерными штучными грузами (блоками фбс 12.5.6 и 9.3.6) постепенно от краев к центру в соответствии со схемой испытаний. Схема и очередность размещения блоков рассчитаны таким образом, чтобы создать нагружение, максимально приближенное к равномерно распределеннму по всей поверхности образца.

Первый этап испытаний – проверка образца на жесткость и трещиностойкость.

После установки каждого груза осуществляется выдержка и замеряется прогиб в центре плиты. При достижении полной нормативной нагрузки, нижняя поверхность плиты была обследована на наличие трещин, и был замерен прогиб. В данный момент по требованиям нормативных документов ширина раскрытия трещин не должна превышать 0,25 мм, а прогиб плиты не более 24 мм. Раскрытых трещин и дефектов обнаружено не было, прогиб составил 1,5 мм, что на 92 % ниже нормы, изделие признано выдержавшим испытание.

Следующий этап испытаний – проверка прочности изделия по значениям максимальной (разрушающей) нагрузки.

В процессе этого испытания пустотная плита нагружается до предельных разрушающих значений, с коэффициентом запаса 1,6. Первая трещина была обнаружена при нагружении максимальным равномерно распределенным весом 8,9 тонн (9 блоков ФБС 12.5.6 и 6 ФБС 9.3.6). Трещина появилась на расстоянии 13 см от центра плиты, ширина трещины 0,25 мм. Прогиб составил 3,4 мм. Эти показатели говорят об успешном прохождении контроля на прочность плиты.

В результате испытаний можно сделать вывод, что многопустотная плита сечением 180 мм производства ПКП Промстройдеталь соответствует нормативным параметрам по прочности, жесткости и трещиностойкости, о чем свидетельствует заключение независимой лаборатории, проводившей испытания. Контроль качества в нашем случае проводился перед началом массового производства изделий. Кроме того, для того, чтобы гарантировать качество плит перекрытий, нашей компанией ежегодно проводятся свои внутренние испытания, без независимых организаций. Результаты таких испытаний, заносятся в протокол и хранятся в отделе технического контроля.